1. Процесс образования пара.

2. Диаграммы p-V, t-s и I-s для водяного пара.

3. Основные термодинамические процессы в I-s диаграмме водяного пара.

Процесс кипения проходит лишь при определенной температуре для данного давления.

1-я стадия – жидкость нагревается от 0 ºС до Т кипения,

V – увеличивается.

2-я стадия – кипящая жидкость переходит в пар, который называется насыщенным.

Смесь жидкости и пара называется насыщенным влажным паром. Как только выкипит последняя капля воды, пар становится сухим насыщенным.

Влажный насыщенный пар характеризуется степенью сухости «x». Это отношение М_{сух.нас.пара} к общей массе влажного насыщенного пара.

- это массовая доля сухого пара во влажном. Так, например, если x = 0,85, то пара 0,85 кг и 0,15 кг жидкости в одном кг смеси. Чем пар суше, тем степень сухости больше. x = 1 – сухой насыщенный пар;

x = 0 – жидкость.

Если к насыщенному пару подводить тепло он становится перегретым. Перегрев пара является 3-й стадией процесса парообразования.

Линия АБ с точками а₁, а₂ и т.д. конец зоны (I) холодн. воды при различных Р и t = 0 ºС.

Линия МК с точками b_1, b₂ и т.д. – начало насыщения воды зона (II) горячей воды от t = 0 ºС до t кипения между линиями АБ и МК.

Линия KN с точками с₁, с₂ и т.д. конец выкипания воды – линия сухого насыщенного пара t = const для своего Р между линиями МК и KN.

Зона (IV) за линией KN – зона перегретого пара. От линии КМ до KN «x» изменяется от 0 до 1.

МК – пограничная кривая жидкости.

NK – пограничная крива пара.

В точке «К» кипящая жидкость и сухой пар имеют одинаковые параметры, называемые критическими: Р_кр, Т_кр, V_кр. В этой точке отсутствуют различия между паром и жидкостью.

При t > t_кр никаким давлением пар или газ в жидкость не превратить. Для воды: Р_кр = 22,1 Мпа; t_кр 374 ºС; V_кр = 0,00326 м³/кг. Чем выше t_кр перегретого пара, тем ближе он к идеальным газам (по физическим свойствам).

Процесс парообразования в T-S координатах.

аb₁ – нагрев от 0 ºС до t_н;

b₁c₁ – парообразование при Р и T = const;

c₁d₁ – нагрев пара при Р = const;

b₁ – начало, а с₁ – конец кипения;

d – перегретый пар.

Процесс парообразования идет по линии ab₁c₁d₁

пл. 0ab₁A – энтальпия жидкости;

пл. Ab₁c₁B – теплота парообразования;

пл.Bc₁d₁E – теплота перегрева

пл. 0ab₁c₁B – энтальпия сухого нас. пара;

пл. 0ab₁c₁d₁E – энтальпия перегретого пара.

a₁b₁: q=C_p(t_н – 0 ºС) = С_рТ_н = I;

q ≈ i ≈ T_н;

b₁c₁: q = r

r – скрытая теплота парообразования, тепло, идущее на превращение 1 кг жидкости в пар, нагретый до t кипения.

с₁d₁ – перегрев пара.

Т_а.п. – Т_с.н. – степень перегрева.

Энтропия процесса получения пара

, если с = const dq ≈ dT и .

1. Энтропия жидкости:

т.к. вода находится в пределах 273 К (0 ºС), то:

2. Энтропия влажного насыщенного пара:

1 > x > 0

Т.к. в 1 кг влажного пара Х кг сухого насыщенного пара, то:

3. Энтропия сухого насыщенного пара: x = 1

с учетом, что x = 1

4. Энтропия перегретого пара:

c₁ = d₁ при P = const

,

если с_р = const, то:

Диаграмма I – s Общий метод решения задач по диаграмме I – s

1. V = const; ℓ = 0; q = u₂ –u₁;

2. P = const; ℓ = P(V₂ –V₁); q = i₂-i_1;

3. T = const; ℓ = q = T(S₂-S₁);

4. PV^k = const; ℓ = u₂ –u₁; q = const.